Planeters positioner/stabilitet över tid?

Har sedan barnsben ett osunt stort intresse/fascination för astronomi/universum. I synnerhet gällande solsystem/planetsystem, olika slags solar, exoplaneter etc. Tyvärr får jag erkänna att jag aldrig helt orkat sätta mig in/haft tillräcklig ork eller möjligen bristande begåvning när det gäller de matematiska inslagen. Har dock stor respekt för dess betydelse och kan ändå ta till mig hyfsat avancerade resonemang och artiklar. Kan dock inte själv förklara/utveckla eller göra matematiska beräkningar på den nivån. Är mer en ordmänniska. Mitt första inlägg här så ber om överseende med min långa inledning.

Min frågeställning som jag haft länge kanske kommer ses som naiv, jag vet inte men tar chansen ändå :-)

Det gäller planeterna, i vårt solsystem och deras banor/placering och dess stabilitet i första hand bakåt i tiden men även gällande framtiden. Jag förstår att man utifrån deras nuvarande "stabilitet" och rörelser kan göra prognoser eller till och med med stor precision beräkna framtiden. Jag förstår också att det går att med samma matematik beräkna bakåt. Men kan man egentligen med säkerhet veta positionerna bakåt baserat på matematik? Eller finns det någon annan form av bevisning? Hur vet man att inte planeterna migrerat runt, kanske varit närmare varandra, bytt positioner, påverkats av andra faktorer, etc?? Egentligen? Hur vet man egentligen att dess positioner var den samma för t.ex 10.000 år sedan, 100.000 år sedan, 1000.000 år sedan? Har nog plöjt igenom det mesta här under astronomi och hoppas att jag inte missat om detta tagits upp tidigare.

Är verkligen nyfiken när det gäller det här. Hoppas inte funderingarna ter sig allt för naiva/löjliga. Ser tacksamt fram mot svar/tankar kring detta.

Sådana beräkningar görs genom numerisk lösning av differentialekvationer. Man kan inte veta exakt, men man kan veta hur stort felet är som mest. Det finns massor av saker att tänka på när man löser diffekvationer numeriskt för att lösningen ska vara stabil.

Naturligtvis är det dock omöjligt att veta om det för tjugotusen år sedan for en jättestor planet genom solsystemet och kastade om en jäkla massa, men om man utgår från att det inte har hänt går det att göra rätt bra beräkningar.

Jo, men det är till exempel sådana faktorer som gör att jag funderar kring hur mycket man egentligen kan säga säkert när det gäller det här. Allt utgår från att det ser matematiskt stabilt ut nu och då har det och kommer alltid vara lika stabilt, bakåt och framåt. Sen har ju senaste årens upptäckter av exosolsystem ställt till det lite grann när det gäller den dominerande teorin om hur planetutvecklingen gått till. Som jag har förstått det så hade man förväntat sig att planetfördelningen utifrån sten/gas - storlek skulle påminna om hur det ser ut här i vårt system. Men det har ju än så länge sett ut lite hur som helst när det gäller det. Frågan är ju om vi kan vara så säkra, eller iaf lika säkra som tidigare när det gäller hur vårt system sett ut historiskt?

Finns det inget intresse för min frågeställning? Eller blir det för mycket spekulation? Ska jag bara ta för givet att för att planeterna snurrar i till synes stabila banor nu så går det att ta för givet att det sett ungefär likadant ut historiskt?

Din fråga är i själva verket mycket intressant. Redan problemet med tre kroppar som växelverkar gravitationellt kan inte lösas analytiskt utan vi är hänvisade till numeriska beräkningar. Även små förändringar i initiala förhållanden kan leda till stora konsekvenser, och detta är något som har sysselsatt astronomer under långa tider.

Så hur stabilt är egentligen solsystemet? Tja, det enda vi kan göra är att köra en massa datorsimuleringar med olika ingångsvärden och se hur variationen ser ut i resultatet.

Vårt solsystem tycks vara "maximalt" befolkat, så att en ytterligare planet skulle skapa instabilitet. Frågan är då om vi bara haft tur, eller om solsystemet "stabiliserat upp sig självt".

Finns det inget mer att säga angående det här ämnet? Inga fler som tycker det är extremt spännande och intressant? :-) Mig lämnar det ingen ro. Så tillsvidare så lutar jag åt att planeterna kan ha befunnit sig i väldigt annorlunda positioner historiskt sett. Jag är dock inte låst vid en bestämd uppfattning och har i princip inget emot om systemet varit stabilt som idag om så i 2 miljarder år. Men jag hittar inga säkra argument för att det skulle ha varit så. Stabilt i stunden ger ingen övertygande (enligt mig) information om historiska formationer eller om framtida.

Se för övrigt mitt andra inlägg om intergalaktiska stjärnor


Jo fast ett sådant resonemang har sina brister, en sådan stor kropp tar sig igenom ganska fort Solsystemet, tex Halleys komet har ju en periodicitet på 76 år. Så om man antar att en mycket större kropp än Halleys passerar med en liknande fart genom Solsystemet så hinner den knappt alls påverka någon planet alls om den inte passerar alldeles nära. Men det blir ju bara en kortvarig "knuff" så jag tror inte på den teorin. Om kroppen inte skulle vara så stor som tex en rejält stor stjärna, men det finns inga lämpliga sådana på lämpligt avstånd och med en sådan hastighetsvektor.


Ja fast här är ju nackdelen med den "sk kombinatoriska explosionen" i att antalet parametrar blir verkligen jäkligt stort och man kan få ta superduperdatorer i anspråk under mycket lång tid för att beräkna olika scenarion - och vi känner ju ändå inte till alla kroppar i Solsystemet ändå, Så vi vet inte med säkerhet vad det är vi räknar ut egentligen. Felen i indata kräver att behöva räkna om varje set av simuleringar, och det gör att beräkningstiden skenar iväg väldigt mycket.

Ett fel är ju att man kan inte räkna med "oändlig precision" utan måste göra approximeringar i varje beräkningssteg.


Ajdå, -- här har vi nog en "knepig filosofisk fråga" - Om vi skulle anta att det finns "en naturlig inneboende mekanism att Solsystemet stabiliserar sig självt" så innebär detta att Solsystemet till slut slutar med bara Solen plus bara en enda stor planet. Detta på grund av att detta är det enda system som vi har "matematiskt bevisat vara stabilt". Alla andra "är bevisat matematiskt instabila" -- Specialfall finns det ju men det räcker ju med att massan skiljer sig lite åt i dessa modeller så blir det instabilt i alla fall räknat över tid.

Dessa teorem kräver naturligtvis mera funderande, men jag vågar anta att detta resonemang är riktigt, Men givet omloppsttiderna det tar antagligen flera XX ggr Solsystemets nuvarande ålder innan vårt Solsystem består av vår Sol plus en enda stor planet.

Men det vore ju onekligen intressant att utvidga "stabilitetsbegreppet" till sådana konstellationer som är självreglerande, dvs att återkopplingen, feedbacken är på ett sådant sätt att det alltid uppnås en dynamisk stabilitet, oavsett vilka störningar som införs. Ett enkelt knep att räkna på detta vore att variera massorna av kropparna för de är ju annars de enda som är konstanta, och den mest konstanta faktorn.

Ett enkelt exempel vore att öka Solens massa med typ 10-15 %, alternativt minska den, och räkna om banorna och se om de ser ut att stabilisera sig själva.

Rent filosofiskt kan man se det som att om man finner en över tid orubblig dynamisk stabilitet hos ett N-kroppars Solsystem att ett visst mått av kaos vinner. Om den andra filosofin gäller med bara en Sol + en enda stor planet att den vinner så innebär detta att kaos kan aldrig vinna. Inte i dessa sammanhang iallafall. - Alltså en mycket intressant teoretisk nöt att fundera på ?

Hoppas jag inte teoretiserade det här för mycket nu då här